雨量計的發展歷程

2020-12-05 山東仁科

眾所周知,降水過多或過少會在一定程度上影響農業生產和人們的生活,甚至帶來災害,所以對雨量進行監測顯得尤為重要。在現代生活中,雨量計作為監測雨水多少的主要工具,在氣象、農業、水利等行業發揮著重要作用,雨量計經過一代又一代的演變發展,才有了現在的外觀和功能,那麼在古代的生產生活中,人們是用什麼方式監測雨量呢?今天小編帶大家詳細了解下雨量計的發展歷程。

中國自古以農立國,早在兩千多年前的秦朝就出現上報雨量的制度。公元前三世紀的秦朝在《田律》中規定,在農作物生長時節,應及時向朝廷報告降雨量多少、水旱等災害。早期降雨量沒有一個統一的標準,人們只能通過直觀的感覺感受雨量的大小和降雨量的時間長短進行上報。如「凡雨,自三日以上往為霖」來記錄降水時間長短。

漢承秦制,要求「自立春、至立夏、盡立秋、郡國上雨澤」。即在整個農作物生長期間,州縣一級官員必須在農業生產期間,上報降雨量和農業生產情況。自秦漢規定了「上雨澤」制度之後,報雨制開始在各個朝代得以延續,雖說是上報降雨量多少,卻一直沒有合適的計量工具。

從唐宋開始,人們用生活中的一些器皿,如盆、盅等接雨水。當雨水從盆中溢出時,稱為「傾盆」,最早的典故就是杜甫《白帝》中的詩句:「白帝城中雲出門,白帝城下雨翻盆。」而傾盆大雨只能表示雨水程度,沒辦法計算雨水的大小。

歷經千年演變,直至宋朝出現了世界文化史上最早的雨量計——天地盆。「天地盆」儘管在如今看來十分簡陋,但是奠定了現代雨量計的基礎,並且為當時雨水的監測起到了關鍵的作用。雖然「天地盆」只是一般的盛水容器,還不夠完善,卻仍可以算是雨量器的雛形。

作為最早出現雨量上報制度和雨量計雛形的中國,本應該在雨量計這方面大放異彩。令人遺憾的是,由國家制定並推廣的標準雨量計在中國似乎並沒有出現,更沒有在此基礎上建立起全國性的觀測網點。

與此同時,和中國雨量計的發展停滯不同,西方的雨量計此時正在如火如荼的發展起來。

1695年,英國物理學家羅伯特·胡克成功設計了翻鬥式雨量計。胡克將一個玻璃漏鬥安裝在一個木架上,漏鬥的下端伸進一個較大的容器內,將容器所收集到的雨水用秤稱量。這也就是最早的翻鬥式雨量計,而他的設計理念也一直沿用至今。

1722年,被稱為「英國氣象學之父」的盧克·霍華德製造出與現在最相像的雨量計,他用一個漏鬥把雨水收集在一個玻璃量筒中,只需要觀看量筒上的刻度,就可以得出雨量大小,省去了稱量雨水的麻煩。

後來,經過幾個世紀科學家的不斷改進,又出現了許多其他種類的雨量計,並且逐步向雨量計多元化的方向發展。

現代,有了網際網路的加持,讓雨量計更加智能便捷。目前,使用較多的是翻鬥式雨量計,翻鬥式雨量計由外殼、過濾器、集雨器、漏鬥、翻鬥、接線端子、腿部支架、幹簧管、雨量計底座等組成。其中,雨量計底座上安裝有翻鬥軸、圓水平泡、幹簧管支架和信號輸出端子。內部翻鬥軸套為一體化定位結構,翻鬥通過翻鬥軸安裝在軸承中,安裝時不需要再進行內部結構的安裝,現場使用比較方便。

從宋代秦九韶的「天地盆」,到現代的翻鬥式雨量計,量雨設備的每一次進步都傾注了先輩們大量的心血和智慧,經歷了一個漫長而艱苦的過程,成為了雨量計發展歷程中,不可磨滅的印記。

相關焦點

  • 翻鬥式雨量計的應用及誤差分析
    隨著雨量計的發展,地面觀測系統逐漸由過去的人工監測為主向自動觀測不斷轉變,地面觀測數據的準確性也隨之不斷提高。雨量計大面積應用,導致觀測數據密度增加,很好地滿足了科學研究以及天氣預報的精細化需求,也大大減輕了觀測人員的勞動強度。
  • 翻鬥式雨量計在智慧農業中的應用
    隨著智慧農業的發展,以及智能感知晶片、遠程控制系統等物聯網技術在現代農業中得以廣泛應用。監測溫度、溼度、風力、大氣、降雨量,有關土地的溼度、土壤氮磷鉀含量和pH值等數據,變得方便快捷。目前,以物聯網為架構的傳感器技術在農業的發展過程中發揮著越來越重要的作用。
  • 翻鬥式雨量計的優勢及說明
    因此,雨量監測設備變得極其重要。 中國使用最廣泛的雨量計是翻鬥式雨量計。翻鬥式雨量計是一個可以實時觀測雨量數據數位化的重要雨量觀測儀器,它具有時間準確、自動記錄數據和便於數據採集整編處理等優勢。 翻鬥式雨量計的原理主要由雨水從最上端的承雨口進入承水器,落入引水漏鬥,經漏鬥口流入翻鬥,當積水量達到一定高度(比如0.1毫米)時,翻鬥失去平衡翻倒;將水倒出,隨著降雨持續,將使翻鬥左右翻轉,接觸開關將翻鬥翻轉次數變成電信號,送到記錄器,在累積計數器和自記鐘上讀出降水資料,如此往復即可將降雨過程測量下來。
  • 饑荒科學雨量計詳解
    雨量計 Rainometer 生成代碼 「rainometer」 雨量計預測降水
  • 雨量筒與雨量計相比有何區別?
    為此,及時監測雨量變化,能夠為防汛防災提供準確、真實、及時的參考依據。測量降水量的基本儀器有雨量筒和雨量計兩種。    雨量計又分翻鬥式雨量計和虹吸式雨量計。  翻鬥式雨量計:是可連續記錄降水量隨時間變化和測量累積降水量的有線遙測儀器。分感應器和記錄器兩部分,其間用電纜連接。
  • 雨量計三種常見的誤差有哪幾種?
    隨著雨量計的發展,地面觀測系統逐漸由過去的人工監測為主向自動觀測不斷轉變,地面觀測數據的準確性也隨之不斷提高。
  • 九州晟欣解析雨量計原理、性能
    目前,雨量計的主要類型有翻鬥、虹吸管和超聲波。不同類型的雨量計有不同的原理。  虹吸雨量計  虹吸式雨量計是一種能連續記錄降水和降水時間的儀器,上漏鬥的形狀和尺寸與雨量計相同,當雨水通過漏鬥進入測量筒時,測量缸內的浮子會浮起。隨著水位的上升,自記筆會在自記紙上畫出水位上升曲線,噹噹量汽缸水位達到10毫米時,水通過虹吸管迅速排出,筆尖恢復為零。生態鍾給出了隨時間累積的降水過程。
  • 雨量計的安裝注意事項以及結構圖
    雨量計(rainfall recorder,或量雨計、測雨計)是一種氣象學家和水文學家用來測量一段時間內某地區的降水量的儀器(降雪量的測量則需要使用雪量計)。常見的有虹吸式和翻鬥式兩種。1994年12月18日,中國首臺光學雨量計問世。
  • 天圻壓電式雨量計實力碾壓翻鬥式雨量計!
    但其實從2019年開始,我們已經在野外真實環境下開始進行壓電式雨量計與翻鬥式雨量計的數據對比試驗;
  • 「雨量計」讓城市像海綿一樣呼吸
    因此,建設模式已經不能適應城市健康發展的需要。具體措施則是:通過雨量計及其他雨量設備對降雨量進行把控及管理,同時將「海綿城市」理念融入城市建設,不斷增強對環境變化的適應性,打造出更加宜居的城市環境。 建設「海綿城市」計劃提出後,2015年財政部、住建部、水利部共選擇了16座城市進行海綿城市建設試點。
  • 雨量筒與雨量計的比較,它們之間有什麼區別
    為此,及時監測雨量變化,能夠為防汛防災提供準確、真實、及時的參考依據。測量降水量的基本儀器有雨量筒和雨量計兩種。 雨量筒:是用於測量一段時間內累積降水量的儀器。常見的雨量筒外殼是金屬圓筒,分上下兩節,上節是一個口徑為20釐米的盛水漏鬥,為防止雨水濺失,保持容器口面積和形狀,筒口用堅硬銅質做成內直外斜的刀刃狀;下節筒內放一個儲水瓶用來收集雨水。
  • 全面替換機械式雨量計,要快!
    其中有一個例子,它就是雨量。我國應用最廣泛的所謂現代雨量計是如下這種翻鬥式(機械式)雨量計:另外,還有一點,我們通常不太注意的,就是觸發雨量計計數的那鬥水,通常不是實時的降雨,而是不確定時間以前的那些被收集器接住的水。這就導致了如果沒有收集到足夠多的水,雨量計是不觸發的。另外一種情況,大雨下雨量計不斷測報的都是過去的雨水。所以,這使輸出的所謂雨強完全失去了應有的實時性。同時,降雨對地面的侵蝕作用也沒有辦法反應出來了。
  • 雨量計的維護保養及精度原因分析
    雨量計是一種氣象儀器,用於測量自然界降雨量,同時將雨量轉換為開關量形式表示的數字信息量輸出,從而滿足信息傳輸雨量計在平時使用時如何維護保養呢?在雨量計的使用中,通常要求每月維護一次,在遇到較大降水之前也應進行校準,以保證測量的降水量客觀、準確。日常的維護不僅可以延長儀器壽命,還能獲得更準確的資料。保證外筒穩固垂直以及盛水器的水平,防止盛水器口變形。如果外筒不穩固,風大的時候就會搖晃,從而損壞儀器,而外筒是否垂直、承水器是否水平垂直則直接關係到採集雨器的客觀性。
  • 海藻天然的「雨量計」
    造化之神功早已為後人準備 了一支天然的「雨量計」,有了它, 我們可以測出歷史上幾百,甚至上 千年前的降水量。這支「雨量計」就是海藻。利用海藻這支天然的「雨量 計」,氣候學家近年來重建了赤道 地區近 1200 年來降水量的變化歷 史。他們吃驚地發現,在過去 400 年間,由於全球氣候變暖,熱帶 地區的降雨帶在緯度上向北移動 了 5 度,大約 550 千米。這說明溫 室效應的小幅度增加,就能夠從根 本上改變熱帶地區的降雨。隨著大 氣溫度的持續變暖,他們預測,到 2100 年降雨帶還將繼續向北移動 5 度。
  • 面對大雨,虹吸式雨量計如何「從容應對」?
    記錄並研究雨量的多少,在氣象上有著重要的意義,而雨量計就是記錄雨量的一種常見儀器。雨量計的種類很多,常見的有虹吸式雨量計、稱重式雨量計、翻鬥式雨量計等,今天我們要介紹的就是虹吸式雨量計。虹吸式雨量計利用虹吸原理,當水位達到一定量時會自動排出,同時可以自動記錄雨量隨時間的變化。
  • 「雨量計」讓城市像海綿一樣呼吸
    因此,建設模式已經不能適應城市健康發展的需要。在這樣的背景下,中央提出要建設自然積存、自然滲透、自然淨化的「海綿城市」,避免城市變成一塊密不透氣啊的「水泥板」。具體措施則是:通過雨量計及其他雨量設備對降雨量進行把控及管理,同時將「海綿城市」理念融入城市建設,不斷增強對環境變化的適應性,打造出更加宜居的城市環境。
  • Python 腳本案例:為流域插值雨量計
    隨著人工智慧大數據的快速發展,Python一路綠燈,備受關注。(摘自:百度百科 https://baike.baidu.com/item/Python/407313)PCSWMM 7.2 版本的最大亮點在於支持Python 腳本工具。
  • 脈衝型翻鬥式雨量計是什麼,它的工作原理是怎樣的
    正因為這一系列的矛盾造就雨量監測設備的「誕生」。通過專業儀器來監測降雨量,從而避免自然災害帶來的不利影響。 目前,氣象、水文用來測雨量的工具主要是翻鬥式雨量計。這種測量器將接收到的降雨流入一個小鬥內,達到一定的數量後就自動倒掉,同時形成相應的雨量記錄。氣象所用的是0.1毫米的翻鬥式雨量傳感器,而水文用的則是0.5毫米的。
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    AMS1000小型氣象站、15184稱重式雨量計、SMS土壤滲透率測量儀、15235甲級蒸發站、ESM1000土壤微環境監測系統應用於中國城市規劃設計院關於建設海綿城市的項目建立關於氣象監測項目。
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    PGC10型移動式雨量計率定儀是針對雨量傳感器現場率定國產儀器缺乏的現狀研製的一款光、電、機一體產品。儀器主要由高精度稱重計量單元、雨強控制單元、數據採集及控制單元、人機互動界面、電源及機箱組成。